थॅलियम (Tl) - अणु संरचना आणि रासायनिक गुणधर्म

अणु संरचनेचे तपशील

थॅलियम (Tl) हे आवर्त सारणीतील गट 13 आणि आवर्त 6 मध्ये असलेले एक जड धातूचे मूलद्रव्य आहे.

• अणुअंक (Z): 81
• अणुवस्तुमान: 204.38 u (सरासरी अणुवस्तुमान)
• प्रोटॉन: 81
• इलेक्ट्रॉन: 81 (उदासीन अणूमधील)
• न्यूट्रॉन: त्याच्या सर्वात जास्त प्रमाणात आढळणाऱ्या समस्थानिकांसाठी:
  • थॅलियम-205 (²⁰⁵Tl): 205 - 81 = 124 न्यूट्रॉन
  • थॅलियम-203 (²⁰³Tl): 203 - 81 = 122 न्यूट्रॉन
• अणु आकार:
  • सहसंयुज त्रिज्या: अंदाजे 156 pm.
  • धातूची त्रिज्या: अंदाजे 170 pm.
  • थॅलियमची अणुत्रिज्या गट 13 मधील हलक्या मूलद्रव्यांपेक्षा (बोरॉन, ॲल्युमिनियम, गॅलियम, इंडियम) मोठी आहे. तथापि, इंडियमपासून थॅलियमपर्यंतचा आकार वाढणे अपेक्षित असल्यापेक्षा कमी महत्त्वाचे आहे, कारण लॅन्थनाइड आकुंचन (4f इलेक्ट्रॉन्सद्वारे खराब परिरक्षण) आणि आतील गाभ्याच्या इलेक्ट्रॉन्सचे आपेक्षिक परिणाम यामुळे संयुजा इलेक्ट्रॉन्सवर वाढलेला प्रभावी केंद्रकीय प्रभार अनुभवला जातो.

इलेक्ट्रॉनिक संरूपण आणि कवच आकृती प्रतिनिधित्व

• इलेक्ट्रॉनिक संरूपण: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p¹
  • हे संरूपण दर्शविते की थॅलियममध्ये 4f आणि 5d उपकवच पूर्णपणे भरलेले आहेत, त्यानंतर 6s आणि 6p उपकवच आहेत.
  • सर्वात बाहेरील कवचात 3 इलेक्ट्रॉन (6s मध्ये 2 आणि 6p मध्ये 1) आहेत, ज्यामुळे त्याचे संयुजा कवच संरूपण 6s² 6p¹ बनते.
• कवच आकृती प्रतिनिधित्व (कवचानुसार इलेक्ट्रॉन वितरण):
  • K-कवच (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन
  • L-कवच (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन
  • M-कवच (n=3): 18 इलेक्ट्रॉन
  • N-कवच (n=4): 32 इलेक्ट्रॉन (2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 3d¹⁰, 4s², 4p⁶, 4d¹⁰, 4f¹⁴)
  • O-कवच (n=5): 18 इलेक्ट्रॉन (5s², 5p⁶, 5d¹⁰)
  • P-कवच (n=6): 3 इलेक्ट्रॉन (6s², 6p¹)

आवर्त सारणीतील प्रवृत्ती (गट 13 च्या संदर्भात)

• आयनिकरण एन्थॅल्पी (IE):
  • पहिली आयनिकरण एन्थॅल्पी: अंदाजे 589.4 kJ/mol.
  • प्रवृत्ती: अणु आकार आणि परिरक्षण वाढत असल्यामुळे गटात खाली जाताना आयनिकरण एन्थॅल्पी सामान्यतः कमी होते, परंतु थॅलियम इंडियमपेक्षा किंचित जास्त पहिली आयनिकरण एन्थॅल्पी दर्शवते. हे असामान्य वर्तन अक्रिय युग्म परिणाम आणि मध्यस्थ 4f आणि 5d इलेक्ट्रॉन्सद्वारे खराब परिरक्षणामुळे होते, ज्यामुळे 6s इलेक्ट्रॉन्सवर केंद्रकाचे मजबूत आकर्षण निर्माण होते.
• ऋणविद्युतीयता:
  • पॉलिंग प्रमाण: अंदाजे 1.62.
  • प्रवृत्ती: गटात खाली जाताना ऋणविद्युतीयता सामान्यतः कमी होते. तथापि, वर नमूद केलेल्या घटकांमुळे (खराब परिरक्षण, लॅन्थनाइड आणि आपेक्षिक प्रभावांमुळे वाढलेला प्रभावी केंद्रकीय प्रभार), थॅलियमची ऋणविद्युतीयता इंडियमपेक्षा जास्त असते, ज्यामुळे ते अपेक्षेपेक्षा कमी धनविद्युतीय बनते.
• इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थॅल्पी:
  • मूल्य: अंदाजे -19 kJ/mol.
  • प्रवृत्ती: गटात खाली जाताना अणु आकार वाढत असल्यामुळे आणि जोडलेला इलेक्ट्रॉन केंद्रकापासून दूर असल्यामुळे इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थॅल्पीची मूल्ये सामान्यतः कमी ऋण (किंवा अधिक धन) होतात. थॅलियममध्ये तुलनेने कमी (कमी ऋण) इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थॅल्पी असते, जे अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन स्वीकारण्याची दुर्बळ प्रवृत्ती दर्शवते.
• अणुत्रिज्या:
  • प्रवृत्ती: आधी सांगितल्याप्रमाणे, गटात खाली जाताना अणुत्रिज्या सामान्यतः वाढते. थॅलियम इंडियमपेक्षा मोठे असले तरी, लॅन्थनाइड आकुंचन आणि आपेक्षिक परिणाम यामुळे वाढ अपेक्षित असल्यापेक्षा कमी स्पष्ट असते, ज्यामुळे संयुजा इलेक्ट्रॉन्सवर प्रभावी केंद्रकीय प्रभार वाढतो.

महत्त्वाची भौतिक गुणधर्म

• घनता: 11.85 g/cm³ (20 °C तापमानावर). हे सर्वात घन सामान्य मूलद्रव्यांपैकी एक आहे.
• खोलीच्या तापमानावर अवस्था: स्थायू.
• रंग: चांदी-पांढरा, नवीन कापल्यावर चमकदार धातू. हवेच्या संपर्कात आल्यावर थॅलियम ऑक्साईड तयार झाल्यामुळे तो लवकर डागळतो आणि निळसर-राखाडी होतो.
• गलनांक (MP): 304 °C. धातूसाठी याचा गलनांक तुलनेने कमी असतो.
• उत्कलनांक (BP): 1473 °C.